人工智慧改變核子科學與技術的七種方式 (20220922)
Artem Vlasov, IAEA公眾資訊及溝通辦公室
Matteo Barbarino, IAEA核子科學及應用處
人工智慧有可能推動核子應用、科學和技術的發展。(圖片來源：A. Vargas/IAEA)
在過去十年中，人工智慧(AI)發展迅速，變得越來越複雜，能夠解決越來越複雜的問題。人工智慧部署在製造、交通、金融、教育和醫療保健等多個領域。同樣，它有可能推動核子應用、科學和技術的發展。利用其在核領域的能力，可以為應對當今從糧食安全到氣候變化，一些最緊迫的挑戰做出積極貢獻。
以下是人工智慧已經及將繼續有利於核子技術和平應用的一些方式。 這些在IAEA的新出版物《加速核子應用、科學和技術的人工智慧》中，進行了更詳細的討論。
1.人類健康
人工智慧可以為抗擊疾病做出貢獻。它已經通過改進的圖像解釋和精確的腫瘤輪廓勾繪，而被應用於支持癌症的診斷和治療上，從而實現更準確的治療計畫和適應性放射治療(一種針對個別患者的解剖學特徵量身定製的過程)。IAEA最近在該領域發起了一項協作研究項目。
AI還將在IAEA的人畜共患疾病綜合行動(ZODIAC)倡議中，發揮重要作用，以幫助專家更好地了解人畜共患疾病對人類健康的影響，並預測、評估及遏制此類疾病的未來爆發。
2.食品和農業
人工智慧工具與核子技術相結合，可以幫助提高糧食系統的可持續性和氣候變化彈性，同時還可以解決糧食和營養不安全問題。
專家部署AI來處理和分析數據，以提高作物產量、估計土壤濕度、修復受放射性污染的土地、檢測和預測食品欺詐事件及改善灌溉。
3.水與環境
同位素方法使專家能夠研究和追蹤水如何在水文循環的不同階段流動，以及由於氣候變化在這個循環中發生了什麼轉變。專家們已經應用基於AI的方法，來快速分析儲存在全球貯庫中的大量與水相關的同位素數據，例如由IAEA和世界氣象組織共同維護
的全球降水同位素網絡。
AI促進的有效和高效的數據分析，有助於科學家了解氣候變化及其對全球水資源可用性的影響。
4.核子科學與核融合研究
人工智慧在核子科學中發揮著越來越重要的作用。人工智慧用於數據分析、理論建模和實驗設計，有助於加速基礎研究，例如在核子和原子數據評估和編譯領域，推動技術創新。
受益於AI應用的另一個特定領域是核融合研究。憑藉其解決大型和複雜問題的能力，人工智慧可以通過建模和模擬來幫助實驗和科學發現。人工智慧的這些應用，包含在一個新的五年期IAEA協作研究計畫中，該計畫旨在加速核融合研究和開發。
5.核能
核能是一種可靠的低碳能源，它可以從納入人工智慧而受益匪淺。通過將真實核設施的數位模擬與人工智慧係統相結合，該行業可以優化複雜的程序，並改進反應器爐心設計、性能和安全性。這種優化可以提高營運效率並降低維護成本。
機器學習---一個人工智慧通過分析大量數據進行學習的過程---有助於自動化任務，從而提高可靠性並避免錯誤。此外，人工智慧具有相當大的分析和預測潛力，可幫助監控電廠流程和檢測異常情況。
6.能保安與輻射防護
隨著越來越多的國家選擇將核子技術用於和平目的並採用核能計畫，IAEA不斷地努力，以確保來保護人類和環境，可免受游離輻射的潛在有害影響。
人工智慧可以通過多種方式為核能保安做出貢獻。它可用於處理來自輻射偵測系統的數據，以加強對核材料和其他放射性物質的監測和識別。它可用於分析來自實體保護系統的數據，以改進對入侵者的檢測。它還可以幫助發現可能表明核設施受到網絡
攻擊的異常情況。此外，在輻射防護領域，將人工智慧集成到安全標準相關軟體中，可以針對醫學、建築、採礦、航運、農業和核電等行業，加強對數百萬從事職業輻射曝露工作人員的保護。
7.核子保防
保防措施是技術驗證方法，IAEA通過這些措施提供可信的保證，即各國正在履行其僅將核材料用於和平目的的法律義務。國際IAEA評估各國申報的核物料和核相關活動，並力求通過檢查核設施和廠址等措施，以核實不存在未申報的核物料和核相關活
動。
保防措施依賴於通過各種方式獲得的大量數據，例如衛星圖像、環境採樣、加馬射線光譜和視頻監控。人工智慧可以幫助核視察員和保防分析員分析這些數據。機器學習方法已被用於檢測大型數據集中的異常值，並協助驗證用過核子燃料和分析監視紀
錄。人工智慧有望通過減少檢查員執行的重複性任務的數量，進一步提高保防措施的執行效率。
未來的道路
IAEA為專業人士提供跨學科論壇，討論和促進在核子應用、科學和技術中使用人工智慧的合作，並致力於通過其"AI for Atoms"平台分享知識和建立夥伴關係。作為該倡議的一部分，IAEA與國際電信聯盟、聯合國人工智慧機構間工作組和近40個其他聯合
國組織合作，為人工智慧之加速與持續發展，奠定堅實的基礎
AI for Good是聯合國系統全年開放的數位平台，AI創新者和問題所有者，可以在這裡學習、討論和聯繫，以確定實用的AI解決方案，來推進聯合國可持續發展目標。